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随着当今时代的发展,制备一种对橡胶材料尤其是对天然橡胶材料高效阻燃且绿色环保的阻燃剂已迫在眉睫。本实验就是基于此,成功设计制备出了一种新型的膨胀阻燃体系并在天然橡胶中展开研究,验证了其在天然橡胶中具有优异的阻燃性能和良好的力学补强性能。第一部分研究了一种新型的石墨烯/膨胀阻燃体系(AGT):本实验首先使用植物多酚单宁酸(TA)作为石墨烯(GE)的液相分散助剂,制备出了分散性良好的功能化改性的石墨烯(TGE)。然后通过混炼的方式将膨胀阻燃体系的其他复配组分--聚磷酸铵(APP)均匀地混合在天然橡胶(NR)中,成功制备出了AGT与天然橡胶的复合材料(NR@AGT)。实验的结果表明,在这项工作中,新型的AGT膨胀阻燃体系对NR具有协同阻燃性和抑烟性。在添加了相同分量阻燃剂的情况下,与纯APP阻燃剂相比,相同阻燃剂配比下,添加AGT阻燃剂的NR表现出更高的氧指数值,更高的阻燃等级,垂直燃烧性能表明在60phr AGT阻燃剂的添加量下,NR的阻燃等级能够达到UL-94等级的V-0级,且氧指数值更高。同时实验结果表明,与纯的APP阻燃剂相比,在添加相同含量阻燃剂的情况下,AGT阻燃体系对NR机械性能的影响低于纯APP阻燃剂。第二部分研究了一种新型的聚氨酯膨胀阻燃抑烟保护涂层(PU/TGA):本实验首先是将TGE与APP通过共混的方式制备出石墨烯/膨胀阻燃体系(TGA)。而后将TGA膨胀阻燃剂均匀地分散在聚氨酯(PU)预聚体溶液中制备出聚氨酯膨胀阻燃涂层液(PU/TGA)。最后将PU/TGA涂层液均匀的涂抹在NR的表面制备出了涂有阻燃涂层的NR的复合材料(PU@TGA)。实验的结果表明,在这项工作中,我们开发的聚氨酯膨胀阻燃抑烟保护涂层PU/TGA具有较好的阻燃抑烟作用。在添加相同阻燃剂配比和涂有相同厚度阻燃液的情况下,与纯PU/APP阻燃涂层相比,涂有PU/TGA阻燃涂层的NR在所有燃烧参数上均呈现出急剧下降的趋势。第三部分研究了一种新型的陶土/膨胀阻燃体系(ACT):本实验首先是使用植物多酚单宁酸(TA)作为陶土(Clay)的液相分散助剂,制备出了分散性良好的陶土(TCY),而后与聚磷酸铵(APP)进行复配制备出了陶土/膨胀阻燃体系(ACT)。最后将ACT膨胀阻燃体系通过共混的方式加入到天然橡胶中,成功制备出了ACT与NR的复合材料。试验结果表明,在这项工作中,制备的ACT膨胀阻燃体系对NR具有很好的阻燃效果。在添加了相同分量阻燃剂的情况下,与纯APP阻燃剂相比,添加ACT膨胀阻燃剂的NR表现出更高的氧指数值,更高的阻燃等级。垂直燃烧性能表明在60phr ACT的添加量下,NR的阻燃等级能够达到UL-94等级的V-0级,且氧指数值更高。通过热重试验证明,添加有ACT膨胀阻燃体系的NR的热稳定性更高。